在我們?nèi)粘Ｉ钪写蠖鄶?shù)事物都通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接的未來(lái)中，設(shè)備和傳感器將需要在沒(méi)有電線(xiàn)或電池的情況下運(yùn)行。在《化學(xué)科學(xué)》上的一篇新文章中，烏普薩拉大學(xué)的研究人員介紹了一種新型的染料敏化太陽(yáng)能電池，該電池可從室內(nèi)燈中收集光。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是指通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接的物理設(shè)備和應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)。據(jù)估計(jì)，到2025年，我們生活的許多方面將通過(guò)750億個(gè)IoT設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中大部分將位于室內(nèi)。此類(lèi)IoT設(shè)備的廣泛安裝要求設(shè)備變得自動(dòng)化，這意味著它們不再需要電池或電網(wǎng)連接即可運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，至關(guān)重要的是要確定可以為IoT設(shè)備提供本地電源的本地低維護(hù)能源，尤其是在環(huán)境條件下。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，由烏普薩拉大學(xué)化學(xué)系助理教授Marina Freitag領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開(kāi)發(fā)了新的室內(nèi)光伏電池，該電池可以將高達(dá)34％的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)化為電能，從而為各種IoT傳感器供電。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于銅復(fù)合電解質(zhì)的新型染料敏化光伏電池，使其非常適合從熒光燈和LED收集室內(nèi)光。最新的有希望的結(jié)果使染料敏化太陽(yáng)能電池成為環(huán)境照明條件下功率轉(zhuǎn)換效率的領(lǐng)導(dǎo)者，優(yōu)于傳統(tǒng)的硅和由外來(lái)材料制成的太陽(yáng)能電池。

這項(xiàng)研究有望徹底改變智能溫室、辦公室、貨架、包裹和許多其他物聯(lián)網(wǎng)智能日常用品的室內(nèi)數(shù)字傳感。

研究人員說(shuō)：“了解這些光源的光譜后，就可以調(diào)節(jié)特殊的染料來(lái)吸收室內(nèi)的光。在產(chǎn)生大量能量的同時(shí)，這些室內(nèi)光伏電池還可以在弱光下保持高壓，這對(duì)于為IoT設(shè)備供電非常重要?！?。

與慕尼黑工業(yè)大學(xué)合作，研究人員進(jìn)一步設(shè)計(jì)了適用于太陽(yáng)能的物聯(lián)網(wǎng)傳感器的自適應(yīng)“電源管理”系統(tǒng)。與受電池限制的同類(lèi)產(chǎn)品相比，光驅(qū)設(shè)備可以智能地從可用光量中獲取能量。計(jì)算工作量是根據(jù)照明級(jí)別執(zhí)行的，從而最大程度地減少了存儲(chǔ)過(guò)程中的能量損失，從而最大限度地利用所有光能。太陽(yáng)能電池系統(tǒng)將人工智能和自動(dòng)學(xué)習(xí)相結(jié)合，因此可以減少能源消耗，電池浪費(fèi)并有助于改善總體生活條件。

未來(lái)，科學(xué)家預(yù)計(jì)，數(shù)十億個(gè)由室內(nèi)太陽(yáng)能電池自供電的IoT設(shè)備將提供從環(huán)境信息到人機(jī)和機(jī)機(jī)通信的所有內(nèi)容。這種先進(jìn)的傳感器可以進(jìn)一步增強(qiáng)當(dāng)前正在開(kāi)發(fā)的下一波機(jī)器人技術(shù)和自治系統(tǒng)。

弗賴(lài)塔格說(shuō)，“環(huán)境光采集器提供了新一代的自供電和智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備由大量未開(kāi)發(fā)的能源驅(qū)動(dòng)。高效、低成本與室內(nèi)光伏無(wú)毒材料的結(jié)合對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)性至關(guān)重要。 ”
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